پزشکی بازساختی و سلول‌های بنیادی

سلول ­های جنینی و سلول­ های بنیادی پرتوان القایی (iPSCs) سلول­ های بنیادی پرتوان (PSCs) هستند. آن­ها پتانسیل تمایز و خودنوسازی را حفظ می­ کنند. با این حال، پتانسیل تمایز PSCها را می­توان توسط محیط کشت تغییر داد. PSCها وقتی با محیطی که مسیر گلیکولیتیک را پشتیبانی می‌کند، پتانسیل تمایز خود را حفظ می‌کنند، و بیان بالایی از پروتئین متصل­شونده به کرومودومین- DNA هلیکاز -7 (CHD7) را نشان می‌دهند، اما پتانسیل تمایز خود را با محیطی که از عملکرد میتوکندری پشتیبانی می‌کند، از دست می‌دهند و سطوح کاهش یافته CHD7 را نشان می‌دهند. نشانه‌گذاری سلول‌ها بر اساس مشخصات تنوع تعداد کپی نشان داد که جمعیت‌های PSC که از نظر ژنتیکی متفاوت ­اند، می‌توانند با انتخاب محیط، کشت شوند.

عامل دیگری که پتانسیل خودنوسازی PSCها را مشخص می­ کند، شرایط کشت است. PSCها در حین رشد، کلنی­هایی را تشکیل می­ دهند و تمایز خود به خودی در امتداد لبه این کلنی­ها، در مناطقی که فاقد تماس سلول به سلول هستند، رخ می­دهد. به همین دلیل، اگر سلول­های تمایز یافته به درستی حذف نشوند، جمعیت سلول­های تمایز نیافته کاهش می­ یابد. کشت دادن سلول ­ها بر روی یک ماده­ای که قدرت اتصال سلولی کم­تری دارد، ممکن است گنجاندن سلول­ های تمایز یافته را به حداقل برساند و از خواص چسبندگی کاهش­ یافته سلول­های تمایز یافته استفاده شود. کشت سلول‌ها با محیطی که مسیر گلیکولیتیک را پشتیبانی می‌کند، استفاده از CHD7 به‌عنوان نشانگر زیستی برای پتانسیل تمایز، و کشت سلول‌ها روی موادی که چسبندگی کم­تری دارند، می‌تواند پتانسیل تمایز کلون‌های PSC از قبل ایجاد شده را بهبود بخشد.   

Yamamoto, T., Arita, M., Kuroda, H. et al. Improving the differentiation potential of pluripotent stem cells by optimizing culture conditions. Sci Rep 12, 14147 (2022).

 https://doi.org/10.1038/s41598-022-18400-8